基于先张法SUPER-T梁施工关键技术研究与应用

1. 引言

随着“一带一路”推进，中国建筑企业在东南亚、非洲等地承接大量市政和基础设施工程，桥梁预制技术备受关注。SUPER-T 梁因自重轻、跨越能力强和施工周期短，在菲律宾、印尼、越南等国广泛应用。但其槽型中空截面、腹板仅为传统梁型 1/3 厚度，以及先张法预应力工艺，使得传统施工工艺难以满足要求，亟需研发一套工艺流程完整、质量控制严格的预制技术。本文系统研究了SUPER-T 梁一体化预制关键技术，详细介绍了预应力整体控制、标准化模板、混凝土浇筑、智能养护及全流程质量管理，并以菲律宾南北路项目为例分析技术效果，为中国桥梁预制技术国际化推广提供理论依据和实践经验。

2 工程概况

菲律宾南北路项目为一项 2 公里长的市政高架桥工程，设计采用 SUPER-T梁作为主要结构形式。该项目设计跨径包括 、 和 三种规格，共预制梁体 719 片。工程选用先张法预应力技术，利用42 束钢绞线对梁体进行预应力张拉，保证梁体结构稳定和施工安全。

3. 技术方案与系统构成

3.1 预应力整体控制系统

SUPER-T 梁采用先张法预应力技术，要求在高应力条件下确保42 束钢绞线均匀受力，防止局部应力集中。为此，本项目研发了高强度张拉杆与活动横梁相结合的整体张拉系统。该系统主要包括以下部分：

张拉杆及活动横梁设计：采用高强度材料制造，确保在张拉过程中不发生过度弯曲变形。设计上实现了固定钢横梁与活动钢横梁的协同工作，通过钢绞线连接器实现钢绞线的统一张拉。

实时监测与自动补偿技术：在张拉过程中，通过安装高精度位移传感器和力传感器，实时采集张拉数据，并与理论值进行对比。系统自动计算预应力损失，并通过自动补偿装置对张拉力进行微调，将控制精度提升至±2% 以内。

分级放张工艺：为避免张拉过程中出现应力突变问题，系统采用初张拉、终张拉和锁定三阶段工艺，确保张拉过程中钢绞线受力平衡，防止局部断丝和过度应力集中。

3.2 标准化预制模板体系

SUPER-T 梁的超薄腹板成型要求极高，传统模板体系难以满足其几何尺寸精度需求。针对这一问题，项目研发了固定外模与活动芯模相结合的标准化预制模板体系。主要特点包括：

模块化设计：模板系统采用模块化设计理念，各模板组件可根据梁体尺寸灵活组合，适应不同跨径和断面要求。外模采用定型钢模板制作，内模和端模则采用活动设计，便于快速组装与拆除。

快速组拆与定位技术：通过预埋螺栓和定位销，实现模板的快速组拼和精确定位。安装过程中采用龙门吊机辅助，缩短模板安装时间，并保证模板稳定性和精度。

变形控制与实时检测：在模板体系中嵌入实时监测设备，对模板安装状态和变形情况进行检测，确保梁体断面尺寸偏差控制在 以内。该技术有效解决了超薄腹板成型过程中因模板变形导致的尺寸误差问题。

3.3 混凝土优化及施工工艺

混凝土施工质量是预制梁耐久性和承载力的关键。针对 SUPER-T 梁薄壁结构的特殊要求，本项目重点优化了混凝土配合比和施工工艺，主要措施包括：

早强型自密实混凝土配合比设计：采用高性能混凝土原材料，控制水胶比，掺入适量减水剂和早强剂，使混凝土在 48 小时内达到放张条件，同时保证混凝土的和易性和密实度。

分层浇筑与组合振捣工艺：为了保证薄壁结构中混凝土的密实性，采用吊斗斜向分段、水平分层一次灌注的浇筑方法，并结合附着式与小直径插入式振捣器进行充分振捣，防止出现蜂窝麻面现象。

智能养护系统：浇筑完成后，通过喷淋系统和温湿度监控装置对混凝土进行智能养护，确保混凝土强度均匀发展，并在强度达到要求后及时拆模，以减少养护周期和施工时间。

4. 施工过程与操作要点详解

4.1 施工工艺总体流程

SUPER-T 梁预制施工总体流程可划分为以下阶段：

制梁台座搭建：选用框架式制梁台座，由钢筋混凝土构成，具备传力柱、底模、底板、系梁、张拉平台及锚固平台等组成部分。台座设计为每条台槽可同时预制3 片梁，总计15 个预制台位，极大提高了生产效率。

钢筋加工与绑扎：所有钢筋均在车间预先加工、校验尺寸后绑扎成型，并由门式起重机转运至预制台座。绑扎过程中严格控制钢筋骨架的尺寸偏差，确保钢筋保护层厚度在 以内。

预应力筋穿束与安装：预应力筋采用 高强低松弛钢绞线，布置为42 束，均匀分布在梁体内部。穿束过程中，设置直线预应力筋架，确保预应力筋在自重作用下不发生下挠，从而保持跨中有效预应力。

预应力整体张拉与放张：利用整体张拉系统对预应力筋进行同步张拉，初张拉、终张拉、锁定三个阶段确保钢绞线受力均匀。张拉过程中实时监测伸长量，并采用分级放张工艺避免最后几束钢绞线因受力突变而断裂。

混凝土浇筑与振捣：采用吊斗分层分段浇筑方法，确保混凝土一次性浇注成型。浇筑过程中，现场人员利用手持振捣器和振捣台进行充分振捣，保证混凝土密实无蜂窝现象。

养护、脱模与放张移存：混凝土浇筑完成后，启动智能养护系统，通过喷淋洒水保持混凝土湿润，直至达到设计强度。达到要求后拆模，并在预应力放张工艺下完成梁体的整体放张，然后利用门式起重机移存至存梁台座。

4.2 关键操作要点与注意事项

在施工过程中，针对各关键环节需注意以下要点：

台座搭建与模板安装：框架式台座构造要求传力柱间距、底板钢筋绑扎及系梁连接须严格按照设计图纸执行；模板安装时，预埋件及定位销应准确到位，确保模板在浇筑时不发生位移或变形。

钢筋绑扎与预应力筋穿束：钢筋绑扎过程中，要反复校验钢筋尺寸与保护层厚度；预应力筋穿束时必须采用人工检查及仪器检测相结合的方式，确保每束钢绞线均符合设计要求，杜绝预应力筋松动或损伤。

结论

本文从理论与实践两个层面，系统研究了基于先张法预应力的SUPER-T 梁一体化预制施工关键技术。通过对预应力整体控制系统、标准化预制模板、混凝土施工优化及智能养护系统的详细论述，阐明了各项技术在实际工程中的应用原理与操作要点。以菲律宾南北路高架桥项目为例，本文展示了该技术方案在提高生产效率、降低施工成本、保障工程质量和安全环保等方面的显著优势。与此同时，文章还探讨了工程的经济效益、社会影响和未来发展趋势，为我国建筑企业“走出去”提供了宝贵的经验和理论支持。

综上所述，SUPER-T 梁预制施工技术在实际应用中取得了突破性进展，其整体技术水平已达到国际先进水平，具有广阔的推广前景。未来，随着智能建造和绿色施工理念的不断深入，相关技术将不断完善和升级，为我国桥梁工程在海外市场的竞争力提升提供坚实支撑。

参考文献

[1]李伟， 张明. “先张法预应力混凝土梁施工技术研究.” 中国公路学报，2018， 31（5）： 45-52.

[2]王强， 陈建华. “市政桥梁SUPER-T 梁预制施工工艺及质量控制.” 土木工程学报， 2019， 42（3）： 112-118.